6005A-5083异种铝合金激光-MIG复合焊接

采用激光-MIG复合焊接方法对高速列车用6005A-5083异种铝合金进行焊接,分析焊接接头的显微组织及力学性能。研究结果表明,焊缝组织对异种铝合金材料的适应性良好,靠近5083铝合金的焊缝微观组织与靠近6005A铝合金的焊缝微观组织特征相同;5083铝合金与6005A铝合金的硬度分布有明显差别,5083铝合金的热影响区宽1 mm,6005A铝合金的热影响区宽10.5 mm,6005A铝合金热影响区的软化区是整个接头硬度最低的部位;接头平均抗拉强度225 MPa,拉伸试样在6005A铝合金热影响区的软化区发生断裂;接头抗弯性能良好;6005A铝合金的热影响区冲击功最高,焊缝的冲击功最低。     

铁路车辆用6005A铝合金大型材焊接性能研究

采用进口ER5356焊丝和自制Al-Mg合金焊丝对车辆用6005A铝合金大型材进行了焊接，对焊接接头组织与性能进行了分析和研究。结果表明，6005A铝合金大型材焊接接头的最薄弱的部位位于离焊缝中心约15－20mm的热影响区内的软化区，软化区产生的主要原因是该区强化相粒子在焊接热循环过程中发生过时效，产生聚集粗化。     

车辆用6005A铝合金焊接技术研究现状

6005A铝合金具有良好的挤压性能和耐蚀性,在高速列车和地铁列车的车体制造中得到了广泛应用,但该合金焊接过程中热影响区容易发生软化,降低了焊接接头的强度.综述了6005A铝合金焊接研究现状,并从6005A铝合金热处理强化机理入手,阐明了焊接热影响区发生软化的根本原因是较高的焊接热输入导致的热影响区过时效.指出激光功率占主导的激光-电弧复合焊有可能成为解决6005A铝合金焊接热影响区软化问题的有效途径.     

6082-T6/6005A-T6异种铝合金MIG焊接头的组织与性能

对两种不同截面厚度的6082和6005A铝合金进行MIG焊接,借助显微硬度测试、拉伸性能测试、高频疲劳性能测试、OM、SEM、TEM等手段,对接头力学性能和微观组织进行研究。结果表明,焊缝中心为粗大的等轴晶,显微硬度较低;6082和6005A铝合金的热影响区均存在软化区,6005A铝合金侧热影响区的软化区是整个接头硬度最低的部位。焊接接头的抗拉强度和伸长率分别为201 N/mm~2和8.2%,断裂位置均在最薄弱的焊缝区和6005A铝合金侧软化区。设定应力比R=0,测试了接头的疲劳寿命,接头疲劳极限为101.27 N/mm~2。对疲劳断口观察分析,焊缝中的气孔易形成疲劳源,促进疲劳裂纹的萌生和扩展。     

异质铝合金激光填丝搭接叠焊接头的组织与性能

对1 mm厚的5052-H32铝合金轧制板与3 mm厚的6005A-T6铝合金挤压板进行激光填丝搭接叠焊。采用金相显微镜、SEM与EDS分析了焊缝接头组织,使用电子万能拉伸试验机与维氏显微硬度计对接头力学性能进行检测。结果表明:在激光功率为5. 8 kW～6. 2 kW,送焊丝速度3. 5 m/min～4. 0 m/min时,焊接接头表面成形良好,焊缝有效连接宽度在2. 66 mm～2. 90 mm;焊缝区组织主要由铸态的等轴枝晶构成,在6005A铝合金侧焊缝区出现过时效现象,在α-Al基体上出现大量的析出相Mg_2Si及Mg_2Al_3,并随着激光功率的增加而增多;焊接接头抗拉强度随着激光功率的增加而降低,在激光功率为5. 8 kW时,焊缝获得最大抗拉强度为205. 85 N/mm~2,5052铝合金母材强度为228 N/mm~2,焊缝强度系数为0. 90。在5052铝合金板侧焊缝处硬度值低于母材的,6005A铝合金板热影响区存在软化,软化区范围在2 mm～3 mm。但由于6005A铝合金板厚度大于5052铝合金板的,薄板受力更为集中,断裂位置发生在5052铝合金焊缝处。     

6005A铝合金焊接接头预腐蚀对其疲劳性能的影响

6005A铝合金广泛用于高速列车的生产。通过对4 mm厚6005A铝合金焊接接头进行预腐蚀试验及疲劳性能测试,研究不同预腐蚀等级下6005A铝合金焊接接头的疲劳寿命及预腐蚀对焊接接头疲劳强度的影响。结果表明,6005A铝合金焊接接头经预腐蚀后,腐蚀最严重的为熔合线,其次为母材,焊缝腐蚀程度最轻;与未腐蚀试样相比,预腐蚀试样的疲劳极限有一定降低;预腐蚀后焊接接头断裂均在熔合线;断口疲劳源区可发现类解理河流、台阶花样及擦伤痕迹,疲劳扩展区发现明显疲劳条带。     

6005A-5083铝合金焊接接头的微观组织与力学性能研究

为提高接头质量和可靠性,通过微观组织观察、室温拉伸、硬度、疲劳等试验对6005A-5083焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:6005A-5083铝合金焊接接头焊缝成形良好,无明显焊接缺陷,焊缝组织未见异常。6005A侧熔合区存在轻微的Mg元素偏析,5083侧合金元素分布均匀。接头抗拉强度、屈服强度和伸长率的平均值分别为181MPa、115MPa、7.2%,其断口呈现韧性断裂特征,通过S-N曲线拟合得到的疲劳极限不低于75 MPa。焊接接头焊缝区域、5083侧热影响区、6005A侧热影响区宽度分别约为10mm、10mm和35mm。该焊接接头存在软化区,6005A侧熔合区为较薄弱环节。     

ZL205A高强铸造铝合金焊接接头的组织与性能研究

试验研究了ZL205A高强铸造铝合金手工钨极氩弧焊焊接接头的力学性能和显微组织。结果表明,ZL205A铝合金焊接性能较好,由于焊接热循环,焊接接头的力学性能远低于母材的力学性能。焊接接头中焊缝硬度值最低,焊缝拉伸性能最差,因此焊缝为焊接接头最薄弱区。焊接接头热影响区内的软化区由于过时效导致强化相聚集长大,性能较差,是焊接接头中第二薄弱区。焊接接头经过T5处理,提高了接头的强度。     

10mm厚6005A铝合金激光-MIG复合焊接

采用双层激光-MIG复合焊接方法焊接10mm厚6005A铝合金,获得了外观成形良好、内部缺陷少的接头。对接头显微组织及力学性能进行研究,结果表明,焊缝由盖面焊缝与打底焊缝组成,盖面焊缝组织具有5XXX系铝合金铸造组织的特征,打底焊缝组织具有6XXX系铝合金铸造组织的特征;接头热影响区宽约13 mm,分为固溶区、过时效区和近焊缝区;打底焊缝与过时效区是接头硬度最低的区域;拉伸试样在过时效区发生韧性断裂,接头抗拉强度平均值为195.07 MPa,明显高于常规MIG焊接接头的强度。     

新型高铜的6005A铝合金焊接接头疲劳性能

采用扫描电镜,透射电镜,拉伸试验及疲劳试验分析两种6005A铝合金焊接接头的组织及疲劳性能,揭示影响6005A铝合金焊接接头疲劳裂纹形成的主要原因.结果表明,适量铜能显著提升商用6005A铝合金拉伸性能与疲劳性能,其抗拉强度、断后伸长率和高周疲劳强度分别为220 MPa,12%和106 MPa.6005A铝合金焊接区域疲劳失效源于受焊接热输入影响的沉淀相Mg₂Si粗化长大,适量铜能稳定热影响区相成分,改善远离焊缝的软化区间强化相Mg₂Si在结晶面上偏聚,提高接头区域的疲劳性能.     

35mm厚板铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能

采用搅拌摩擦焊双面焊工艺,对35 mm厚板6005A-T6铝合金型材进行了搅拌摩擦焊接,获得成形良好、表面光滑、无隧道孔和沟槽缺陷的焊接接头.应用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪及电子拉伸试验机等对搅拌摩擦焊接头组织与性能进行研究.结果表明,接头焊核区组织为细小等轴晶;前进侧出现明显的螺旋纹及清晰的结合线,热力影响区晶粒被明显拉长呈条状组织,热影响区受热晶粒粗大;后退侧未见螺旋纹,晶粒比前进侧细小,过渡区较前进侧宽.在搅拌头旋转频率为650 r/min,焊接速度为200 mm/min工艺条件下接头抗拉强度为213 MPa,达到母材强度的84.8%,断裂起始于焊缝前进侧的热影响区,扩展至双面焊接重合区时,沿着焊缝后退侧热影响区直至断裂;接头显微硬度最低值出现在前进侧热影响区,最低值为50 HV.     

高速列车6005A铝合金型材焊接热裂纹分析

利用热塑性试验研究了6005A铝合金的热裂纹敏感性,分析了激光-MIG复合热源焊接6005A铝合金型材的焊接热裂纹问题．热塑性试验结果表明,6005A铝合金的脆性温度区间为550～640℃,具有较高的热裂纹敏感性．利用激光-MIG复合焊,采用I形坡L1,可以在4．5m／min的焊接速度下实现6005A铝合金型材的高速焊接．获得的复合焊缝背面局部区域出现垂直于焊缝的热裂纹．热裂纹产生的原因是由更改坡口后致使焊缝金属中母材的稀释率增大引起的,采用适当角度的V形坡口可以消除激光-MIG复合焊中的热裂纹．     

Modeling of temperature field and pool formation during linear laser welding of DP1000 steel

A rotary-Gauss body heat source was employed in the study to model the laser welding of DP1000 steel. The condition of heat dissipation during the welding has a significant effect on the temperature field as well as the shape and size of the laser weld. A series of welding experiments were performed, and good agreement was observed between the calculated weld dimensions and the experimental results. The microhardness values across the welded joint were measured to determine the range of the soft zone in the heat affected zone (HAZ) and simultaneously the temperature range experienced in this region. The results indicated that the soft zone significantly affects the mechanical performance of the welded joint. The width of the soft zone and its distance from the weld center increase with increasing laser power, while the width of the soft zone and its distance from the weld center decrease with increasing welding speed.     

Effects of processing parameters on liquation cracking of 6005A alloy weldments

The effects of the characteristic microstructure developed in extruded 6005A alloys on tensile properties, fatigue strength, and liquation cracking in the heat affected zone of weldments were investigated. An in-situ observation of the grain growth occurring in the sample was made with an optical microscope with a hot stage to determine the temperature of the excessive grain growth during extrusion. The extruded samples were heat treated under various conditions and welded using a gas metal are welding process. The results indicated that liquation occurred mainly at coarse grain boundaries and significantly influencing the mechanical properties of the joint.     

焊接电流对Ti2AlNb/TC18焊接界面性能及元素扩散的影响

采用真空电子束焊接对Ti2AlNb和TC18合金进行连接,研究了不同焊接电流时焊接界面的性能及元素扩散情况。结果表明:焊接接头在室温和高温下均获得了较高的抗拉强度。采用同一电流焊接时,TC18侧热影响区的显微硬度值高于该合金基体却低于该侧焊缝区,而Ti2AlNb合金侧热影响区的显微硬度值均高于该侧焊缝区和Ti2AlNb合金基体;在28 mA的焊接电流下,焊接界面的整体显微硬度值均较高,这是因为焊接界面形成了含量较多且尺寸较小的α′马氏体和O相,对界面起到了强化作用。在不同的焊接电流下,合金元素均在焊缝和两侧母材交界处存在较大的浓度梯度,其原因是焊缝金属的快速凝固使得各合金元素没有足够的时间和能量进行充分扩散。     

1561铝合金TIG深熔焊接头组织与力学性能

采用TIG深熔焊工艺,对1561高镁铝合金进行了焊接,并对接头的显微组织和力学性能进行系统分析.结果表明焊缝中无气孔和裂纹缺陷;打底焊道中部存在“∧”字形粗晶区,其上下部晶粒尺寸细小;双层焊经历第二道的盖面焊后,打底焊道晶粒明显长大,熔合区晶粒晶界发生重熔,焊缝软化现象仍有发生;焊缝和热影响区的显微硬度低于母材,但热影响区并没有表现出明显的软化现象.接头抗拉强度可达314 MPa,表明深熔焊工艺适合于1561高镁铝合金的焊接.     

激光-等离子弧复合焊接熔池流动和传热的数值分析

建立了激光-等离子弧复合焊接过程中液相区、糊状区和固相区的统一模型,在模型中同时考虑了表面张力、热浮力和电磁力的作用,通过数值计算得到了熔池的速度场和温度场,重点研究了电磁力对熔池流动和传热的影响.结果表明,在熔池形成的初始阶段,表面张力对熔池中的对流和传热起主要作用,而电磁力的作用受到抑制,随着熔深增加,电磁力作用增强并引起涡旋,导致熔深和下表面熔宽增加.针对1420铝锂合金的复合焊工艺试验表明计算结果与实际相符合.     

等温变形对惯性摩擦焊IMI834/Ti6246双钛合金组织与性能的影响研究

采用惯性摩擦焊与等温变形相结合的复合技术制备出IMI834/Ti6246双钛合金缩比盘,分析了等温变形对惯性摩擦焊双钛合金缩比盘组织与性能的影响。结果表明：IMI834/Ti6246双钛合金经惯性摩擦焊后焊缝组织细小,但两侧热影响区内组织粗大,超声波无损检测发现焊后双合金缩比盘内局部存在有缺陷。而IMI834/Ti6246双钛合金经等温变形后,焊后缺陷得到有效消除,焊缝两侧热影响区组织发生了明显改变,中心焊缝和两侧热影响区过渡更加均匀。惯性摩擦焊IMI834/Ti6246双钛合金缩比盘等温变形后焊缝得到有效强化,惯性摩擦焊+等温变形工艺可用于制备高性能双钛合金盘件。     

镁合金圆筒舱体DE-GMAW焊接数值模拟

为了研究AZ31B镁合金焊接接头残余应力分布规律,采用MSC.mar软件对直径200 mm,厚度6 mm的镁合金圆筒舱体环焊缝进行双电极气体保护焊（DE-GMAW）焊接温度场、应力场及残余应力的数值模拟.结果表明,焊缝及热影响区残余应力较大,远离焊缝中心处的残余应力随着距离增加而逐渐减小,除焊缝内外表面外,大部分区域的纵向残余应力大于横向残余应力,这为研究控制镁合金焊接残余应力提供了重要的理论支撑.